WO2019175077A1 - Rotor eines zentrifugalabscheiders und zentrifugalabscheider - Google Patents

Rotor eines zentrifugalabscheiders und zentrifugalabscheider Download PDF

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WO2019175077A1
WO2019175077A1 PCT/EP2019/055958 EP2019055958W WO2019175077A1 WO 2019175077 A1 WO2019175077 A1 WO 2019175077A1 EP 2019055958 W EP2019055958 W EP 2019055958W WO 2019175077 A1 WO2019175077 A1 WO 2019175077A1
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spacers
plates
rotor
circumferential direction
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PCT/EP2019/055958
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French (fr)
Inventor
Markus LÜERSMANN
Eike Stitterich
Tom Klaver
Original Assignee
Hengst Se
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    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

Definitions

  • the present invention relates to a rotor of a centrifugal separator, wherein the rotor has a central shaft on which a stack of plates is arranged consisting of several identi's plates, wherein the shaft on its outer periphery an engagement contour for a rotationally fixed, axially displaceable engagement with a counter Contour on the inner circumference of the plates of the stack of plates, wherein the engagement contour and the mating contour in a plurality of circumferentially spaced apart rotational positions are engageable with each other and wherein each plate in Teller physicallyscardi spaced apart spacers, each two adjacent plates to form a Keep the gap between the two air gaps at an axial distance from each other with a predefined gap.
  • the invention relates to a centrifugal separator.
  • a rotor of the type specified above is known from the document DE 10 2015 119 616 A1.
  • the plates here have the shape of a truncated cone shell and the inclined radially outer part of the plate is designed as a closed surface.
  • the radially inner, planar region of the plate is provided on its inner circumference with the counter contour to the engagement contour of the central shaft.
  • Radially outward from the mating contour there are distributed in the circumferential direction a plurality of flow passages through which a gas to be cleaned flows axially during operation of the rotor and from where the gas then deflects radially outwards into the flow gaps between the adjacent plates becomes.
  • an arrangement of spacer holding webs extending over the respectively lower side of the obliquely oriented region of the plates is used here.
  • the document EP 2 349 578 B1 describes a separation plate adapted to be enclosed in a plate package of a centrifuge rotor.
  • the separation It has a tapered shape and extends about an axis of rotation and along a tapered rotating symmetric surface along the axis of rotation. Further, the T rennteller an inner surface and an outer surface.
  • the separation plate is made of a material, wherein the separation plate is configured in such a way that it has a space between the separation plate and an adjacent separation plate in the plate package and thus comprises first protrusions extending outwardly from the tapered rotating symmetrical surface, and second protrusions extending inwardly from the tapered rotating symmetric surface.
  • Each first and second projection defines a contact zone that is adapted to contact an adjacent separation plate in the plate package.
  • the contact zones of the first projections are offset with respect to the contact zones of the second projections, as seen in a normal direction with respect to the outer surface.
  • the first and second projections are successively provided in a peripheral direction of the separation plate. It is essential here that the tapered shape and the projections of the separation plate are provided by pressing a blank of the material against a tool part having a shape which corresponds to the tapered shape with the projections of the pressed separation plate were.
  • the document EP 2 334 439 B1 shows a disk package for a centrifuge rotor of a centrifugal separator, which is designed for the separation of components in a supplied medium, wherein the disk package has a plurality of separating plates, which are present on each other in the disk package.
  • Each separating plate extends about an axis of rotation and has a conical shape with an inner surface and an outer surface along the axis of rotation.
  • each separation plate is made of at least one material, wherein the separation plates are preloaded in the Teller package with a biasing force against each other.
  • the separation plates have a plurality of first separation plates, each of which has a number of spacer elements.
  • Each separating plate has at least one section without spacer elements.
  • the first separating plates are polarly positioned in such a way that the spacer elements of one separating plate abut against the section of an adjacent separating plate. It is essential here that the spacer elements have a number of pairs of spacer elements, the pairs each having a first spacer element extending away from the outer surface and a second spacer element extending away from the inner surface extending, wherein the first and second spacer elements are offset in relation to each other, as seen in a normal direction with respect to the outer surface, and successively provided in a peripheral direction of the first separator, that the biasing force is an abutment force between the Distance elements and the adjacent separation plate and an elastic deformation of the portion of at least the separation plates causes, and that this elastic deformation during the rotation of the plate package ensures an increase in the abutment force between the spacer elements and the adjacent separation plate.
  • the axial distance between adjacent plates in the stack of plates is set to a single value which is determined by the height of the spacer strings or the first and second projections or discs - Dance elements is specified on the plates. If another axial distance between adjacent plates in the stack of plates is desired or needed, the manufacture of new plates with spacer bars or first and second projections or spacers of a different, smaller or larger axial height is required. However, such a production is unfavorable and in particular uneconomical with regard to the necessary tool investment and the parts differentiation during assembly of the disk stack.
  • the solution of the first rotor-related part of the object succeeds with a rotor of the type mentioned above, which is characterized in that the spacers of the plates are designed and arranged such that with different rotational positions of adjacent plates relative to one another in the stack of plates at least two different axial distances with different gap dimensions of the flow gap between the adjacent plates are adjustable.
  • the invention advantageously makes it possible to create stacks of plates of mutually identical plates with at least two different disc spacings in the stack of stacks, the respective disc spacing depending only on the relative rotational position of the plates adjacent to one another. Since only one version of plates is required, the tooling costs are advantageously kept low, which results in a good economy in the production of disk stacks and rotors for centrifugal.
  • a first embodiment of the rotor provides that the rotational positions spaced apart in the circumferential direction, in which the engagement contour and the counter contour can be brought into engagement with one another, are spaced apart from one another in a uniform angular grid with a screen angle spacing.
  • pitch corresponds to an integer fraction of 360 °.
  • another embodiment of the rotor provides that the rotational positions spaced apart in the circumferential direction, in which the engagement contour and the mating contour can be brought into engagement with one another, are arranged in two mutually superimposed angle grids circumferentially offset from one another by an offset angle lie, wherein the two angle grids each having a uniform matching screen angle distance, wherein the grid terwinkelabstand corresponds to an integer fraction of 360 ° and wherein the offset angle is smaller than half of the screen angle distance.
  • this embodiment of the rotor there is the additional possibility of changing their axial spacing even with an angularly smaller offset by the aforementioned offset angle between two immediately adjacent plates.
  • each plate has first and second spacers and that the first and second spacers differ by their height and / or by their radial position on the plate.
  • These spacers are easy to produce and the axial distance between the plates can be changed simply by placing two plates which are directly adjacent to one another on the central shaft, rotated relative to one another by the screen angle spacing or the offset angle.
  • the first and second spacers are formed by two different molded or embossed in the plate, each on one side of the plate an increase and on the other side of the plate forming a recess bumps or beads.
  • Such spacers can be advantageously produced, for example, by simple pressing or embossing.
  • the spacers spaced apart in the circumferential direction of the plate are each formed as a single hump or as a radially extending row of a plurality of bumps.
  • the first and second spacers of each plate have an angular distance from each other in the circumferential direction, that the first spacers of each plate in the circumferential direction twice as angular distance, that the second spacers each plate to each other in the circumferential direction also double have such large angular distance and that the angular distance corresponds to the screen angle distance.
  • each plate has first and second spacers, and that the first and second spacers are formed by webs or nubs formed on the plates or formed into elevations.
  • the webs or nubs forming the first spacers are arranged on the upper side of the plate, that the webs or nubs forming the second spacers are arranged on the lower side of the plate, and that the webs or nubs forming the first spacers relative to the webs or nubs forming the second spacers are offset in the circumferential direction of the plate.
  • the axial distance between the plates can also be changed simply by placing two adjacently placed plates on the central shaft rotated by the screen angle distance, with top and bottom spacers of two adjacent plates either meeting one another and effecting a larger axial plate spacing do not clash and effect a smaller axial disc pitch.
  • the first and second spacers of each plate have an angular distance to each other in the circumferential direction, that the first spacers of each plate each other in the circumferential direction twice as large angular distance, that the second spacers of each plate to each other in the circumferential direction also twice as have large angular distance and that the angular distance corresponds to the screen angle distance.
  • An alternative rotor design provides that the webs or nubs forming the first spacers are arranged on the upper side of the plate, that the webs or nubs forming the second spacers are arranged on the lower side of the plate, that the webs or nubs forming the first spacers to the webs or dimples forming the second spacers are arranged in the same shape and that the angular distance of the distance from each other in the circumferential direction of the plate spacers corresponds to twice the screen angle distance.
  • the axial spacing of the plates can be changed simply by placing two directly adjacent plates on the central shaft rotated by the screen angle spacing or the offset angle.
  • the webs or knobs forming the first spacers, arranged on the top side of the plate, and the webs or knobs forming the second spacers and forming the second spacers are identical to one another.
  • the plates within the stack of plates of the rotor have different axial distances, in particular in a near-flow region of the rotor a smaller axial distance from each other with a smaller gap and in a region of the rotor remote from the inflow have a greater axial distance from each other with a larger gap.
  • this makes it possible to achieve a more uniform distribution of a volume flow of a fluid medium to be treated in the rotor to the multiplicity of flow gaps.
  • the engagement contour and the mating contour in two to sixteen, preferably six to twelve, in the circumferential direction of the central shaft and the plate spaced-apart rotational positions can be brought into engagement with each other.
  • the number of rotational positions in which the central shaft and the plate can be brought into engagement with each other be greater than the aforementioned numbers, in which case the screen angle distance is correspondingly smaller. This can be useful, for example, if more than two different axial plate distances should be adjustable.
  • the plates of the rotor are preferably pressed punched parts made of sheet metal or injection-molded parts made of plastic. Both types of plates are comparatively simple and inexpensive to produce and provided with the necessary spacers bar, both preferably in one operation.
  • the engagement contour on the outer circumference of the shaft is formed by a number of n teeth extending radially outward in the longitudinal direction of the shaft and that the counter contour on the inner circumference of the disk is represented by a number n or 2 xn matching the teeth, radially outwardly facing recesses is formed.
  • the number n is between 2 and 8, preferably 3 to 6, in order not to make the production of the engagement and counter contours too complicated.
  • the number n also depends on the forces to be absorbed during operation of the rotor, forces acting in the circumferential direction of the rotor between the plates and the central shaft.
  • the solution of the second part of the object relating to the centrifugal separator succeeds with a centrifugal separator, which is characterized in that it has a rotor according to one of claims 1 to 18. With such a centrifugal separator, the advantages already explained above in connection with the rotor are achieved.
  • the centrifugal separator according to the invention is an oil mist separator for the crankcase ventilation gas of an internal combustion engine and can advantageously serve for effectively separating oil mist and oil droplets from the crankcase ventilation gas of the internal combustion engine.
  • the plates have a very small distance from one another, in practice for example between about 0.3 and 0.5 mm.
  • the plates can then for example be designed so that they form a first distance of 0.3 mm in a first relative rotational position to each other between them and in a second relative rotational position to each other between them a second distance of 0.5 mm.
  • the plates and their spacers may also be designed so that, in a third relative rotational position relative to each other, they define therebetween a third distance, e.g. of 0.4 mm, form. In this way, demand-oriented, different gap dimensions between the mutually identical plates of the rotor can be easily adjusted in rotor production.
  • FIG. 1 shows a rotor of a centrifugal separator in a first embodiment, viewed obliquely from above,
  • FIG. 2 shows the rotor from FIG. 1 in plan view
  • FIG. 3 shows the rotor from FIG. 2 in a longitudinal section along the section line III-III in FIG.
  • FIG. 2 is a diagrammatic representation of FIG. 1
  • FIG. 4 shows the rotor in a second embodiment, viewed obliquely from above
  • FIG. 5 shows the rotor from FIG. 4 in plan view
  • FIG. 6 shows the rotor from FIG. 5 in a longitudinal section along the section line VI - VI in FIG. 5,
  • FIG. 7 shows the detail VII framed in FIG. 6 in an enlarged view
  • FIG. 8 shows the rotor in a third embodiment, viewed obliquely from above
  • FIG. 9 shows the rotor from FIG. 8 in plan view
  • FIG. 10 shows the rotor from FIG. 9 in longitudinal section along the section line X - X in
  • Figure 1 1 the detail XI framed in Figure 10 in an enlarged view
  • Figure 12 shows the rotor in a fourth embodiment, in oblique view from above
  • Figure 13 shows the rotor of Figure 12 in plan view
  • Figure 14 shows the rotor of Figure 13 in longitudinal section along the Section line XIV-XIV in FIG. 13,
  • FIG. 15 is an enlarged view of the detail XV framed in FIG. 14,
  • FIG. 16 shows a single plate of a rotor, in a further embodiment, in FIG
  • FIG. 17 shows a rotor made from plates according to FIG. 16, in plan view
  • FIG. 18 shows the rotor from FIG. 17 in section according to the section line XVIII-XVIII in FIG
  • FIG. 20 shows the detail XX framed in FIG. 18 in an enlarged view
  • FIG. 21 shows an upper section of a first central shaft as part of the rotor according to FIG. 17, in side view,
  • FIG. 22 shows the shaft from FIG. 21 in cross section according to the section line XXII - XXII in FIG. 21,
  • FIG. 23 shows an upper section of a second, modified central shaft as
  • FIG. 24 shows the shaft from FIG. 23 in cross section according to the section line XXIV-XXIV in FIG. 23.
  • FIG. 1 to 3 of the drawing shows a rotor 1 of a centrifugal separator, not shown here incidentally, in a first embodiment.
  • the rotor 1 has a central shaft 2, on which a plate stack 3 of several identical Telriv 30 is arranged.
  • the plates 30 each have the known per se form of a truncated cone and can be made of sheet metal or plastic. For reasons of clarity, only a few plates 30 are shown in FIG. 1; in practice, a stack of plates 3 up to 100 or more plates 30.
  • the shaft 2 has on its outer circumference an engagement contour 21 for a rotationally fixed, axially displaceable engagement with a mating contour 31 on the inner periphery of the plate 30 of the plate stack 3, wherein the engagement contour 21 here has the shape of a six-pointed star.
  • the engagement contour 21 and the mating contour 31 can be brought into engagement with one another in a plurality of circumferentially spaced apart directions at a screen angle spacing a, in this case 60 °, relative rotational positions.
  • Radially outwardly from the mating contour 31 are distributed in the circumferential direction a plurality of flow openings 32 in the plates 30, through which during operation of the rotor 1 to be cleaned fluid medium, such as crankcase ventilation gas of an internal combustion engine, flows axially and from where then the fluid medium in the radial direction outwardly in flow gaps 34 between the adjacent plates 30th flows.
  • fluid medium such as crankcase ventilation gas of an internal combustion engine
  • the plates 30 have spacers 4, 5, which hold in the stack of plates 3 each two adjacent plates 30 with the formation of the intermediate flow gap 34 with a predetermined gap distance from each other.
  • each plate 30 has two such different, in the circumferential direction of the plate 30 spaced from each other first and second spacers 4, 5, that with different Vermos- positions of adjacent plates 30 relative to each other in the stack of plates 3 two below - Different distances with different gaps hi, h 2 of the flow gap 34 between the adjacent plates 30 can be produced, as can be seen gure 3 in particular.
  • the two different first and second spacers 4, 5 are here by two different molded or embossed in the plate 30, respectively on one side of the plate, here the bottom, an increase and on the other side of the plate, here the top, a recess forming, in pairs formed in the radial direction behind each other arranged hump.
  • first spacers 4 and the second spacers 5 are spaced apart from each other by an angular distance ⁇ of 60 °.
  • This angular distance ß is thus identical to the raster angle labstand a of the male and female contours 21, 31.
  • the humps forming the first and second spacers 4, 5 differ here both in their height and in their radial position on the plate 30.
  • the humps forming the first spacers 4 have a greater axial depth and lie somewhat further outward in the radial direction.
  • the humps forming the second spacers 5 have a smaller axial depth and, seen in the radial direction, are somewhat further inward than the first spacers 4 form the hump. If, as in FIG.
  • the two upper immediately adjacent plates 30 are arranged in a relative rotational position in the stack of plates 3, in which the first spacers 4 of the one, lower plate 30 congruent with the second spacers 5 of the other, upper plate 30, then the two adjacent plates 30 have a smaller distance with a gap hi of the intermediate flow gap 34th
  • the two lower, immediately adjacent plates 30 are arranged in a relative rotational position in the stack of plates 3, in which the first spacers 4 of one plate 30 are congruent with the first spacers 4 of the other plate 30 , then the two adjacent plates 30 have a greater distance with a gap h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the identical plates 30 within the plate stack 3 of the rotor 1 can thus have different distances from one another with different gap dimensions hi, h 2 of the flow gaps 34.
  • This can advantageously be used, for example, in a region of the rotor 1 close to the inflow, the plates 30 having a smaller axial distance from each other with a smaller gap hi and in a region of the rotor 1 away from the inflow the plates 30 with a greater axial distance from one another to arrange with a larger gap h 2 to equalize the flow through the plate stack 3.
  • FIGS. 4 to 7 show the rotor 1 in a second embodiment.
  • the humps forming the first and second spacers 4, 5 are made smaller and in the form of radially extending rows of bumps, each with four humps. In this way, more points of contact between the respective adjacent plates 30 are formed in the plate stack 3, which benefits its dimensional stability during operation at high speeds.
  • the humps forming the first and second spacers 4, 5 also differ here both in their height and in their radial position on the telescope 30.
  • the humps forming the first spacers 4 have a greater axial depth and are slightly in the radial direction further outside.
  • the bumps forming the second spacers 5 have a smaller axial depth and are located somewhat further inward in the radial direction.
  • the two lower, immediately adjacent plates 30 are arranged in a relative rotational position in the stack of plates 3, in which the first spacers 4 of one plate 30 are congruent with the first spacers 4 of the other plate 30 , then the two adjacent plates 30 have a smaller distance with a gap hi of the intermediate flow gap 34.
  • the two upper immediately adjacent plate 30, they are arranged in a relative rotational position in the plate stack 3, in which the first spacer 4 of the one, here lower plate 30 congruent with the second spacers 5 of the other, here upper Plate 30 are, then the two adjacent plates 30 have a greater distance with a gap h 2 of the intermediate flow gap 34th
  • the rotor 1 according to FIGS. 4 to 7 is identical to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, to the description of which reference is therefore made.
  • FIGS. 8 to 11 show the rotor 1 in a third embodiment.
  • the first and second spacers 4, 5 are formed by attached to the plates 30 or formed, elevations forming webs.
  • the spacers 4, 5 formed by the webs run in a straight line in the radial direction.
  • the spacers 4, 5 can also be curved.
  • the webs forming the first spacers 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30, and the webs forming the second spacers 5, likewise three, are arranged on the underside of the plate 30.
  • the webs forming the first spacers 4 are offset relative to the webs or nubs forming the second spacers 5 in the circumferential direction of the plate 30.
  • the angular distance ß of the three spacers forming the first spacers 4 to one another here is 120 ° in each case.
  • the angular distance ⁇ of the three webs forming the second spacers 5 is also 120 ° here.
  • the angular distance between each of a first spacer 4 and a second spacer 5 within the plate 30 is 60 °. This angle of 60 ° corresponds to the pitch angle distance a of the various relative rotational positions of the plate 30 relative to the central shaft 10, in which the two can be brought into engagement with each other by means of the engagement contour 21 and the counter contour 31.
  • the two uppermost immediately adjacent plates 30 are arranged in a relative rotational position in the telescoping stack 3, in which the second spacers 5 of the one upper plate 30 coincide with the second spacers 5 of the other, lower plate 30 are, then these two adjacent plates 30 have a smaller distance with a gap hi of the intermediate flow gap 34.
  • the gap hi corresponds to the height of the individual formed by the here with each other identical webs spacers 4, 5th If, as seen in FIG. 10 and enlarged in FIG.
  • the second and third plates 30 are arranged in a relative rotational position in the plate stack 3, the first spacers 4 of the one, here lower plate 30 congruently coincide with the plates second spacers 5 of the other, here upper plate 30, then the two adjacent plates 30 have a greater distance with a gap h 2 of the intermediate flow gap 34.
  • the gap h 2 here the added height of the superimposed, through the webs formed spacers 4 and 5.
  • the rotor 1 according to FIGS. 8 to 11 is identical to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, to the description of which reference is therefore made.
  • FIGS. 12 to 15 show the rotor 1 in a fourth embodiment.
  • the first and second spacers 4, 5 are also formed by webs which are attached or formed on the telescopes 30 and form elevations.
  • the webs forming the first spacers 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30, and the webs forming the second spacers 5, likewise three, are arranged on the underside of the plate 30.
  • the upper side webs forming the first spacers 4 are arranged here congruently with the lower webs forming the second spacers 5.
  • the angular distance ß of the three spacers forming the first spacers 4 to one another here is 120 ° in each case.
  • the angular spacing ⁇ of the three webs forming the second spacers 5 is likewise 120 ° here.
  • the angular spacing ⁇ between two spacers 4, 5 thus corresponds here to twice the angular spacing a of the different relative rotational positions of the plate 30 relative to the central shaft 10, in which the two can be brought into engagement with one another by means of the engagement contour 21 and the mating contour 31.
  • the gap hi corresponds to the Height of the individual spacers 4, 5 formed by the webs which are identical to one another here.
  • the two plates 30 are arranged in a relative Verfstel- ment to each other in the plate stack 3, in which the first spacer
  • the two adjacent plate 30 have a greater axial distance with a gap h 2 of the intermediate flow gap 34th
  • the gap h 2 here corresponds to the added height of the superimposed spacers 4 and 5 formed by the webs.
  • the rotor 1 according to FIGS. 12 to 15 is identical to the exemplary embodiment according to FIGS. 8 to 11, to the description of which reference is therefore made.
  • Figures 16 to 20 show plate 30 and the rotor 1 in a further embodiment.
  • the first and second spacers 4 are
  • the webs forming the first spacers 4, here three pieces, are arranged on the upper side on the plate 30, and the webs forming the second spacers 5, likewise three, are arranged on the underside of the plate 30.
  • the upper spacers forming the first spacers 4 are congruently arranged with the lower spacers forming the second spacers 5.
  • the angular distance ß of the three spacers forming the first spacers 4 to one another here is 120 ° in each case.
  • the angular distance ß of the three spacers forming the second spacer 5 is the same size and is also here in each case 120 °.
  • the counter contour 31 is changed on the inner circumference of the plate 30.
  • two superimposed angle gratings are provided which are offset relative to one another by an offset angle d in the circumferential direction.
  • the two angle grids each have a uniform matching screen angle distance a, here 60 °.
  • the grid angle distance a can also have a different value; but it always corresponds to an integer fraction of 360 °.
  • the offset angle d is less than half of the screen pitch a; here the offset angle d is 15 °.
  • the spacers 4, 5 of two plates 30 adjacent to each other in the plate stack 3 can either be positioned congruently with one another to produce an axial spacing between the two plates 30 with a larger gap h 2 between them, or at two different distances from each other in circumferential direction. direction each other in non-coincidence to each other to produce an axial distance between the two plates 30 with a smaller gap hi between them.
  • the spacers 4, 5 adjacent to one another in the circumferential direction are only offset by the offset angle d, ie by 15 ° in the example shown, of two plates 30 axially adjacent to one another in the stack of plates 3.
  • the spacers 4, 5, which are adjacent in the circumferential direction, of two plates 30 which are axially adjacent to each other in the stack of plates 3 can also be positioned at an angle a-d, in this case 60 °, or at an angle a-d, ie 45 °, at a distance from one another. So here is a great flexibility in the design of the stack of plates 3 achieved. If, as shown in FIG. 18 and enlarged in FIGS.
  • the two plates 30 are arranged in a relative rotational position relative to one another in the stack of plates 3, in which the spacers 4, 5 two plates 30 are not congruent to each other, but are rotated relative to each other out of coverage, then these two adjacent plates 30 have a smaller axial distance with a gap hi of the intermediate flow gap 34th
  • the two plates 30 are arranged in a relative rotational position relative to each other in the stack of plates 3, in which the first spacers 4 of one, here lower plate 30 congruent with the second spacers 5 of the other, here upper plate 30, then the two adjacent plates 30 have a greater axial distance with a gap h 2 of the intermediate flow gap 34th
  • FIGS. 18 to 20 For reasons of clarity, only a few plates 30 are shown in FIGS. 18 to 20; In practice, stacks of plates 30 consist of a much larger, often three-digit, number of plates 30.
  • FIGS. 21 to 24 show two different embodiments of the central shaft 2, in each case in longitudinal section and in cross section.
  • the shaft 2 has on its outer circumference as an engagement contour 21 for rotationally receiving plates 30 six mutually parallel in the longitudinal direction extending in the circumferential direction of the shaft 2 evenly spaced, outwardly facing teeth.
  • the spacing of the teeth of the engagement contour 21 in the circumferential direction of the shaft 2 is in each case 60 °, that is to say corresponds to the above-described screen angle spacing a.
  • the shaft 2 has on its outer circumference as a Eingriffskontur 21 for rotationally fixed receiving plates 30 three mutually parallel in the wavelength direction extending, in Um- The starting direction of the shaft 2 uniformly spaced, outwardly facing teeth.
  • the spacing of the teeth of the engagement contour 21 in the circumferential direction of the shaft 2 is 120 ° in each case, ie corresponds to twice the screen angle spacing a explained above.
  • rotors 1 with plate stacks 30 can be formed with plates 30 that are identical to each other and identical central shafts, whose plates have different axial distances from one another and thus different gap sizes h for the flow gaps 34 provide.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (1) eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor (1) eine zentrale Welle (2) aufweist, auf der ein Tellerstapel (3) aus mehreren identischen Tellern (30) angeordnet ist, wobei die Welle (2) an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur (21) für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur (31) am Innenumfang der Teller (30) des Tellerstapels (3) aufweist, wobei die Eingriffskontur (21) und die Gegenkontur (31) in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller (30) in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter (4, 5) aufweist, die je zwei benachbarte Teller (30) unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts (34) mit einem vorgebbaren Spaltmaß (h) auf axialem Abstand voneinander halten. Der Rotor (1) gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (4, 5) der Teller (30) so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller (30) relativ zueinander im Tellerstapel (3) wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen (hi, h2) des Strömungsspalts (34) zwischen den benachbarten Tellern (30) einstellbar sind. Außerdem betrifft die Erfindung einen Zentrifugalabscheider.

Description

Beschreibung:
Rotor eines Zentrifugalabscheiders und Zentrifugalabscheider
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor eine zentrale Welle aufweist, auf der ein Tellerstapel aus mehreren identi schen Tellern angeordnet ist, wobei die Welle an ihrem Außenumfang eine Ein- griffskontur für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegen- kontur am Innenumfang der Teller des Tellerstapels aufweist, wobei die Eingriffs- kontur und die Gegenkontur in mehreren in Umfangsrichtung voneinander beab- standeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller in Tellerumfangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter aufweist, die je zwei benachbarte Teller unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strö- mungsspalts mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf axialem Abstand voneinander halten. Außerdem betrifft die Erfindung einen Zentrifugalabscheider.
Ein Rotor der vorstehend angegebenen Art ist aus dem Dokument DE 10 2015 119 616 A1 bekannt. Die Teller haben hier die Form eines Kegelstumpfmantels und der geneigt verlaufende radial äußere Teil der Teller ist als geschlossene Fläche ausge- führt. Der radial innere, ebene Bereich der Teller ist an seinem Innenumfang mit der Gegenkontur zur Eingriffskontur der zentralen Welle versehen. Radial außen von der Gegenkontur liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsdurchbre- chungen, durch welche im Betrieb des Rotors ein zu reinigendes Gas axial ein- strömt und von wo aus dann das Gas in Radialrichtung nach außen in die Strö- mungsspalte zwischen den einander benachbarten Tellern umgelenkt wird. Zur ge- genseitigen Beabstandung der Teller dient hier eine Anordnung von über die jeweils untere Seite des schräg ausgerichteten Bereichs der Teller verlaufenden Abstands- haltestegen.
Das Dokument EP 2 349 578 B1 beschreibt einen Trennteller, der angepasst ist, um in ein Tellerpaket eines Zentrifugenrotors eingeschlossen zu werden. Der Trenntel- ler weist eine sich verjüngende Form aufweist und erstreckt sich um eine Achse der Rotation und entlang einer sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche entlang der Achse der Rotation. Weiter weist der T rennteller eine innere Fläche und eine äußere Fläche auf. Der Trennteller ist aus einem Material gefertigt, wobei der Trennteller auf eine Weise konfiguriert ist, dass er einen Zwischenraum zwischen dem Trennteller und einem benachbarten Trennteller im Tellerpaket aufweist und somit erste Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach außen erstrecken, und zweite Vorsprünge umfasst, die sich von der sich verjüngenden rotierenden symmetrischen Fläche nach innen er- strecken. Jeder erste und zweite Vorsprung definiert eine Kontaktzone, die ange- passt ist, um einen benachbarten Trennteller im Tellerpaket zu berühren. Dabei sind die Kontaktzonen der ersten Vorsprünge in Bezug auf die Kontaktzonen der zweiten Vorsprünge, gesehen in einer normalen Richtung bezüglich der äußeren Fläche, versetzt. Die ersten und zweiten Vorsprünge sind nacheinander in einer peripheren Richtung des Trenntellers bereitgestellt. Wesentlich ist hier, dass die sich verjüng- ende Form und die Vorsprünge des Trenntellers durch Pressen eines Rohlings aus dem Material gegen einen Werkzeugteil, der eine Form aufweist, die der sich ver- jüngenden Form mit den Vorsprüngen des gepressten Trenntellers entspricht, be- reitgestellt wurden.
Das Dokument EP 2 334 439 B1 zeigt ein Tellerpaket für einen Zentrifugenrotor eines Zentrifugalabscheiders, das für die Abscheidung von Komponenten in einem zugeführten Medium ausgebildet ist, wobei das Tellerpaket eine Vielzahl von Trenn- tellern aufweist, die aufeinander im Tellerpaket vorhanden sind. Jeder Trennteller erstreckt sich um eine Rotationsachse und weist eine kegelartige Form mit einer Innenfläche und einer Außenfläche längs der Rotationsachse auf. Dabei ist jeder Trennteller aus mindestens einem Material hergestellt, wobei die Trennteller im Tel- lerpaket mit einer Vorspannkraft gegeneinander vorgespannt sind. Die Trennteller weisen eine Vielzahl von ersten Trenntellern auf, von denen ein jeder eine Anzahl von Distanzelementen aufweist. Ein jeder Trennteller weist mindestens einen Ab- schnitt ohne Distanzelemente aufweist. Die ersten Trennteller sind in einer derarti- gen Weise polar positioniert, dass die Distanzelemente des einen Trenntellers an den Abschnitt eines benachbarten Trenntellers anstoßen. Wesentlich ist hier, dass die Distanzelemente eine Anzahl von Paaren von Distanzelementen aufweisen, wobei die Paare jeweils ein erstes Distanzelement, das sich weg von der Außenflä- che erstreckt, und ein zweites Distanzelement, das sich weg von der Innenfläche erstreckt, aufweisen, wobei das erste und zweite Distanzelement in Beziehung zu- einander versetzt sind, gesehen in einer normalen Richtung mit Bezugnahme auf die Außenfläche, und nacheinander in einer peripheren Richtung des ersten Trenn- tellers bereitgestellt werden, dass die Vorspannkraft eine Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller und eine elastische Ver- formung des Abschnittes von mindestens den Trenntellern bewirkt, und dass diese elastische Verformung während der Drehung des Tellerpaketes eine Erhöhung der Widerlagerkraft zwischen den Distanzelementen und dem benachbarten Trennteller sichert.
Als nachteilig wird bei allen vorstehend beschriebenen bekannten Rotoren und Tel- lern dafür angesehen, dass der axiale Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel auf einen einzigen Wert festgelegt ist, welcher durch die Hö- he der Abstandshaitestege oder der ersten und zweiten Vorsprünge oder der Dis- tanzelemente an den Tellern vorgegeben ist. Wenn ein anderer axialer Abstand zwischen einander benachbarten Tellern im Tellerstapel gewünscht ist oder benötigt wird, ist die Fertigung von neuen Tellern mit Abstandshaltestegen oder ersten und zweiten Vorsprüngen oder Distanzelementen einer anderen, kleineren oder größe- ren axialen Höhe erforderlich. Eine solche Fertigung ist aber bezüglich der nötigen Werkzeuginvestitionen und der Teiledifferenzierung bei der Montage der Tellersta- pel ungünstig und insbesondere unwirtschaftlich.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Rotor der ein- gangs genannten Art zu schaffen, der die aufgeführten Nachteile vermeidet und bei dem es auf technisch einfache und wirtschaftlich günstige Art und Weise möglich ist, unterschiedliche Abstände zwischen den Tellern im Tellerstapel zu realisieren. Au- ßerdem soll ein entsprechender Zentrifugalabscheider geschaffen werden.
Die Lösung des ersten, den Rotor betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfin- dungsgemäß mit einem Rotor der eingangs genannten Art, der dadurch gekenn- zeichnet ist, dass die Abstandshalter der Teller so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter Teller relativ zueinander im Tellerstapel wenigstens zwei unterschiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen des Strömungsspalts zwischen den benachbarten Tellern einstellbar sind. Mit der Erfindung wird vorteilhaft das Erstellen von Tellerstapeln aus untereinander identischen Tellern mit dennoch wenigstens zwei unterschiedlichen Tellerabständen im Tellerstapel ermöglicht, wobei der jeweilige Tellerabstand dabei nur von der rela- tiven Verdrehstellung der einander benachbarten Teller abhängt. Da nur eine Aus- führung von Tellern benötigt wird, werden die Werkzeugkosten vorteilhaft niedrig gehalten, was eine gute Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung von Tellerstapeln und Rotoren für Zentrifugalabscheider ergibt.
Eine erste Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass die in Umfangsrichtung vonei- nander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffskontur und die Ge- genkontur in Eingriff miteinander bringbar sind, in einem gleichmäßigen Winkelras- ter mit einem Rasterwinkelabstand voneinander beabstandet sind, wobei der Ras- terwinkelabstand einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht. Jedes um den Rasterwinkelabstand in Umfangsrichtung relativ zu einem unmittelbar benachbarten Teller versetzte Anordnen eines Tellers ergibt dann eine Änderung des axialen Ab- standes der beiden Teller.
Alternativ dazu sieht eine andere Ausgestaltung des Rotors vor, dass die in Um- fangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Ein- griffskontur und die Gegenkontur in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei ei- nander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand aufweisen, wobei der Ras- terwinkelabstand einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands ist. In dieser Ausge- staltung des Rotors besteht die zusätzliche Möglichkeit, auch schon mit einem win- kelmäßig kleineren Versatz um den vorgenannten Versatzwinkel zwischen zwei einander unmittelbar benachbarten Tellern deren axialen Abstand zu verändern.
Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter durch ihre Höhe und/oder durch ihre radiale Position auf dem Teller unterscheiden. Diese Abstandshalter sind einfach herstellbar und der axiale Tellerabstand lässt sich ein- fach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder um den Ver- satzwinkel relativ zueinander verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar be- nachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt. Weiter ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch zwei verschiedene in die Teller eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind. Solche Abstandshalter lassen sich vorteilhaft beispielsweise durch einfaches Drücken oder Prägen erzeugen.
Dabei ist es weiter möglich, dass die in Umfangsrichtung des Tellers voneinander beabstandeten Abstandhalter jeweils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehreren Höckern ausgebildet sind.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand aufweisen, dass die ersten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter jedes Tellers zu- einander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand auf- weisen und dass der Winkelabstand dem Rasterwinkelabstand entspricht.
Eine weitere Ausgestaltung des Rotors sieht vor, dass jeder Teller erste und zweite Abstandshalter aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter durch an den Tellern angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
In diesbezüglicher weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers versetzt sind. Der axiale Tellerabstand lässt sich auch hier einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelab- stand verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Teller auf die zentrale Welle erfolgt, wobei oberseitige und unterseitige Abstandshalter zweier einander unmittelbar benachbarter Teller entweder aufeinandertreffen und einen größeren axialen Tellerabstand bewirken oder nicht aufeinandertreffen und einen kleineren axialen Tellerabstand bewirken. Bevorzugt ist dabei weiter vorgesehen, dass die ersten und zweiten Abstandshalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand aufweisen, dass die ersten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung einen doppelt so großen Winkelabstand aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter jedes Tellers zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand aufweisen und dass der Winkelabstand dem Rasterwinkelabstand entspricht.
Eine dazu alternative Rotorausgestaltung sieht vor, dass die die ersten Abstands- halter bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter bildenden Stegen oder Noppen de- ckungsgleich angeordnet sind und dass der Winkelabstand der in Umfangsrichtung der Teller voneinander beabstandeten Abstandshalter dem doppelten Rasterwinkel- abstand entspricht. Auch bei dieser Rotorausführung lässt sich der axiale Tellerab- stand einfach dadurch verändern, dass ein um den Rasterwinkelabstand oder den Versatzwinkel verdrehtes Aufsetzen zweier einander unmittelbar benachbarter Tel- ler auf die zentrale Welle erfolgt.
Um die Fertigung der Teller einfach zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die die ersten Abstandshalter bildenden, oberseitig an dem Teller angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter bildenden, unterseitig an dem Tel- ler angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
Mit der Erfindung sind unterschiedliche Rotoren einfach herstellbar. Dabei ist es einerseits möglich, dass innerhalb des Tellerstapels einer ersten Rotorausführung alle Teller einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels einer zweiten Rotoraus- führung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern alle Teller einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß auf- weisen.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass die Teller innerhalb des Tellerstapels des Rotors unterschiedliche axiale Abstände aufweisen, insbesondere in einem zu- strömungsnahen Bereich des Rotors einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß aufwei- sen. Hiermit kann insbesondere eine gleichmäßigere Aufteilung eines Volumen- stroms eines im Rotor zu behandelnden fluiden Mediums auf die Vielzahl der Strö- mungsspalte erreicht werden.
Um die Fertigung der einzelnen Teller und des Tellerstapels sowie der zentralen Welle des Rotors hinsichtlich deren Eingriffs- und Gegenkonturen praktikabel zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur und die Gegenkontur in zwei bis sechzehn, vorzugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle und der Teller voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind.
Bei Bedarf kann die Zahl der Verdrehstellungen, in denen die zentrale Welle und die Teller in Eingriff miteinander bringbar sind, auch größer als die vorgenannten Zahlen sein, wobei dann der Rasterwinkelabstand entsprechend kleiner wird. Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn mehr als zwei unterschiedliche axiale Tellerabstände einstellbar sein sollen.
Die Teller des Rotors sind bevorzugt Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritz- gussteile aus Kunststoff. Beide genannten Arten von Tellern sind vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar und mit den nötigen Abstandshaltern verseh- bar, wobei beides vorzugsweise in einem Arbeitsgang erfolgt.
Unabhängig von der Ausführung der Abstandshalter wird vorgeschlagen, dass die Eingriffskontur am Außenumfang der Welle durch eine Anzahl von n in Längsrich- tung der Welle verlaufenden, nach radial außen vorragenden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur am Innenumfang der Teller durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passenden, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
Dabei beträgt vorzugsweise die Anzahl n zwischen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, um die Fertigung der Eingriffs- und Gegenkonturen nicht zu kompliziert werden zu lassen. Die Anzahl n richtet sich auch nach den im Betrieb des Rotors aufzuneh- menden, in Umfangsrichtung des Rotors zwischen den Tellern und der zentralen Welle wirkenden Kräften. Die Lösung des zweiten, den Zentrifugalabscheider betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Zentrifugalabscheider, der dadurch gekenn- zeichnet ist, dass er einen Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist. Bei einem solchen Zentrifugalabscheider werden die vorstehend schon im Zusammen- hang mit dem Rotor erläuterten Vorteile erreicht.
In einer bevorzugten Verwendung ist der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraftma- schine und kann dabei vorteilhaft zum wirksamen Abscheiden von Ölnebel und Öltröpfchen aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine dienen. In einem Rotor eines solchen Zentrifugalabscheiders haben die Teller einen sehr geringen Abstand zueinander, in der Praxis beispielsweise zwischen etwa 0,3 und 0,5 mm. Für diese Anwendung können dann die Teller beispielsweise so ausgeführt sein, dass sie in einer ersten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen ersten Abstand von 0,3 mm und in einer zweiten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen zweiten Abstand von 0,5 mm ausbilden. Die Teller und deren Abstandshalter können auch so ausgeführt sein, dass sie in einer dritten relativen Verdrehstellung zueinander zwischen sich einen dritten Abstand, z.B. von 0,4 mm, ausbilden. Auf diese Weise lassen sich bei der Rotorfertigung bedarfsge- rechte, unterschiedliche Spaltmaße zwischen den untereinander identischen Tellern des Rotors einfach einstellen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Rotor eines Zentrifugalabscheiders in einer ersten Ausführung, in Ansicht schräg von oben,
Figur 2 den Rotor aus Figur 1 in Draufsicht,
Figur 3 den Rotor aus Figur 2 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie III - III in
Figur 2,
Figur 4 den Rotor in einer zweiten Ausführung, in Ansicht schräg von oben, Figur 5 den Rotor aus Figur 4 in Draufsicht, Figur 6 den Rotor aus Figur 5 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie VI - VI in Figur 5,
Figur 7 das in Figur 6 eingerahmte Detail VII in vergrößerter Darstellung, Figur 8 den Rotor in einer dritten Ausführung, in Ansicht schräg von oben, Figur 9 den Rotor aus Figur 8 in Draufsicht, Figur 10 den Rotor aus Figur 9 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie X - X in
Figur 9,
Figur 1 1 das in Figur 10 eingerahmte Detail XI in vergrößerter Darstellung, Figur 12 den Rotor in einer vierten Ausführung, in Ansicht schräg von oben, Figur 13 den Rotor aus Figur 12 in Draufsicht, Figur 14 den Rotor aus Figur 13 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie XIV - XIV in Figur 13,
Figur 15 das in Figur 14 eingerahmte Detail XV in vergrößerter Darstellung, Figur 16 einen einzelnen Teller eines Rotors, in einer weiteren Ausführung, in
Draufsicht,
Figur 17 einen aus Tellern gemäß Figur 16 erstellten Rotor, in Draufsicht, Figur 18 den Rotor aus Figur 17 in Schnitt gemäß der Schnittlinie XVIII - XVIII in
Figur 17,
Figur 19 das in Figur 18 eingerahmte Detail XIX in vergrößerter Darstellung,
Figur 20 das in Figur 18 eingerahmte Detail XX in vergrößerter Darstellung, Figur 21 einen oberen Abschnitt einer ersten zentralen Welle als Teil des Rotors nach Figur 17, in Seitenansicht,
Figur 22 die Welle aus Figur 21 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXII - XXII in Figur 21 ,
Figur 23 einen oberen Abschnitt einer zweiten, geänderten zentralen Welle als
Teil eines Rotors, in Seitenansicht, und
Figur 24 die Welle aus Figur 23 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXIV - XXIV in Figur 23.
In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungsfiguren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass nicht zu jeder Zeichnungsfigur alle Bezugszeichen erneut erläutert werden müssen.
Die Figuren 1 bis 3 der Zeichnung zeigt einen Rotor 1 eines hier im Übrigen nicht dargestellten Zentrifugalabscheiders, in einer ersten Ausführung. Der Rotor 1 weist eine zentrale Welle 2 auf, auf der ein Tellerstapel 3 aus mehreren identischen Tel- lern 30 angeordnet ist. Die Teller 30 haben dabei jeweils die an sich bekannte Form eines Kegelstumpfmantels und können aus Metallblech oder Kunststoff bestehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Figur 1 nur einige wenige Teller 30 gezeich- net; in der Praxis weist ein Tellerstapel 3 bis zu 100 oder mehr Teller 30 auf.
Die Welle 2 weist an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur 21 für einen verdreh- festen, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur 31 am Innenumfang der Teller 30 des Tellerstapels 3 auf, wobei die Eingriffskontur 21 hier die Form eines sechszackigen Sterns hat. Dabei sind die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in mehreren in Umfangsrichtung voneinander in einem Rasterwinkelabstand a, hier von 60°, beabstandeten relativen Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar.
Radial außen von der Gegenkontur 31 liegen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Strömungsöffnungen 32 in den Tellern 30, durch welche im Betrieb des Rotors 1 ein zu reinigendes fluides Medium, wie Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brennkraft- maschine, axial einströmt und von wo aus dann das fluide Medium in Radialrichtung nach außen in Strömungsspalte 34 zwischen den einander benachbarten Tellern 30 strömt. Eine umgekehrte Strömungsrichtung des fluiden Mediums im Betrieb des Rotors 1 ist auch möglich.
Der Abscheidemechanismus von Rotoren 1 der hier diskutierten Art in Zentrifugal- abscheidern ist bekannt und muss daher hier nicht weiter erläutert werden.
Die Teller 30 weisen Abstandshalter 4, 5 auf, die im Tellerstapel 3 je zwei benach- barte Teller 30 unter Ausbildung des zwischenliegenden Strömungsspalts 34 mit einem vorgebbaren Spaltmaß auf Abstand voneinander halten.
Die Besonderheit der Teller 30 des Tellerstapels 3 ist, dass jeder Teller 30 zwei derart unterschiedliche, in Umfangsrichtung der Teller 30 voneinander beabstandete erste und zweite Abstandshalter 4, 5 aufweist, dass mit unterschiedlichen Verdreh- stellungen benachbarter Teller 30 relativ zueinander im Tellerstapel 3 zwei unter- schiedliche Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen hi, h2 des Strömungsspalts 34 zwischen den benachbarten Tellern 30 herstellbar sind, wie insbesondere in Fi- gur 3 sichtbar ist.
Die zwei verschiedenen ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 sind hier durch zwei verschiedene in die Teller 30 eingeformte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite, hier der Unterseite, eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite, hier der Oberseite, eine Eintiefung ausbildende, paarweise in Radialrichtung hinterei- nander angeordnete Höcker gebildet.
In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen sind hierbei die ersten Abstandshalter 4 und die zweiten Abstandshalter 5 mit einem Winkelabstand ß von 60° voneinander beabstandet. Dieser Winkelabstand ß ist damit mit dem Rasterwinke labstand a der Eingriffs- und Gegenkonturen 21 , 31 identisch.
Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Teller 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Ab- standshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Ra- dialrichtung gesehen etwas weiter innen als die die ersten Abstandshalter 4 bilden den Höcker. Wenn, wie in Figur 3 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Ab- standshaltern 5 des anderen, oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden be- nachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß hi des zwischen- liegenden Strömungsspalts 34.
Wenn, wie in Figur 3 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ers- ten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstands- haltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strö- mungsspalts 34.
Zum Verändern des Spaltmaßes h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 genügt ein um den Abstandshalterwinkelabstand ß verdrehtes Aufsetzen des einen Tellers 30, wobei hier der Abstandshalterwinkelabstand ß mit dem Rasterwinkelab- stand a identisch ist.
In der Figur 3 sind die Abstände der Teller 30 voneinander aus Gründen der Er- kennbarkeit übertrieben groß dargestellt. In der Realität beträgt das Spaltmaß h zwischen zwei einander benachbarten Tellern 30 oft nur einige zehntel Millimeter.
Die identischen Teller 30 innerhalb des Tellerstapels 3 des Rotors 1 können also unterschiedliche Abstände voneinander mit unterschiedlichen Spaltmaßen hi, h2 der Strömungsspalte 34 aufweisen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft dazu genutzt werden, in einem zuströmungsnahen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß hi und in ei- nem zuströmungsfernen Bereich des Rotors 1 die Teller 30 mit einem größeren axi- alen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß h2 anzuordnen, um die Durchströmung des Tellerstapels 3 zu vergleichmäßigen.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer ersten Rotorausführung alle Teller 30 einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß hi aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels 3 einer zweiten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tel- lern 30 alle Teller 30 einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit ei- nem größeren Spaltmaß h2 aufweisen.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen den Rotor 1 in einer zweiten Ausführung. Unterschiedlich zur ersten Ausführung des Rotors 1 ist, dass die die ersten und zweiten Abstands- halter 4, 5 bildenden Höcker kleiner und in Form von radial verlaufenden Höckerrei- hen mit je vier Höckern ausgeführt sind. Auf diese Weise werden mehr Berührungs- punkte zwischen den jeweils einander benachbarten Tellern 30 im Tellerstapel 3 gebildet, was dessen Formstabilität im Betrieb mit hohen Drehzahlen zugutekommt.
Die die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 bildenden Höcker unterscheiden sich auch hier sowohl durch ihre Höhe als auch durch ihre radiale Position auf dem Tel- ler 30. Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Höcker haben eine größere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter außen. Die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Höcker haben eine kleinere axiale Tiefe und liegen in Radialrichtung gesehen etwas weiter innen.
In Umfangsrichtung der Teller 30 gesehen liegt auch hier zwischen den ersten Ab- standshaltern 4 und den zweiten Abstandshaltern 5 ein Winkelabstand ß von 60°. Dieser Winkelabstand ß ist damit mit dem Rasterwinkelabstand a der Eingriffs- und Gegenkonturen 21 , 31 identisch.
Wenn, wie in Figur 7 die beiden unteren unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ers- ten Abstandshalter 4 des einen Tellers 30 deckungsgleich mit den ersten Abstands- haltern 4 des anderen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß hi des zwischenliegenden Strö- mungsspalts 34.
Wenn hier, wie in Figur 7 die beiden oberen unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figu- ren 4 bis 7 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 überein, auf de- ren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die Figuren 8 bis 11 zeigen den Rotor 1 in einer dritten Ausführung. Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungen des Rotors 1 ist, dass nun die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder ange- formte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet sind. Die durch die Stege gebilde- ten Abstandshalter 4, 5 verlaufen hier gradlinig in Radialrichtung. Alternativ können die Abstandshalter 4, 5 auch gebogen verlaufen.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Außerdem sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege relativ zu den die zweiten Ab- standshalter 5 bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrichtung des Tellers 30 versetzt. Der Winkelabstand ß der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand ß der drei die zweiten Ab- standshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls 120°. Der Winkelabstand zwi- schen jeweils einem ersten Abstandshalter 4 und einem zweiten Abstandshalter 5 innerhalb des Tellers 30 beträgt 60°. Dieser Winkel von 60° entspricht dem Raster- winkelabstand a der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Ge- genkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert dargestellt in Figur 11 die beiden obersten unmittelbar benachbarten Teller 30, diese in einer relativen Verdrehstellung im Tel- lerstapel 3 angeordnet sind, in der die zweiten Abstandshalter 5 des einen, oberen Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren Abstand mit einem Spaltmaß hi des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß hi der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5. Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert dargestellt in Figur 11 , der von oben gesehen zweite und dritte Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung im Tellerstapel 3 ange- ordnet sind, in der die ersten Abstandshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benachbarten Teller 30 einen größeren Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei ent- spricht das Spaltmaß h2 hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshalter 4 und 5.
In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figu- ren 8 bis 1 1 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die Figuren 12 bis 15 zeigen den Rotor 1 in einer vierten Ausführung. Übereinstim- mend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach Figur 8 bis 11 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4, 5 durch an den Tel- lern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Anders als bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Rotors 1 nach Figur 8 bis 11 sind hier die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungs- gleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen ange- ordnet. Der Winkelabstand ß der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand ß der drei die zweiten Ab- standshalter 5 bildenden Stege beträgt hier ebenfalls jeweils 120°. Der Winkelab- stand ß zwischen je zwei Abstandshaltern 4, 5 entspricht hier also dem doppelten Rasterwinkelabstand a der verschiedenen relativen Verdrehpositionen des Tellers 30 zur zentralen Welle 10, in denen die beiden mittels der Eingriffskontur 21 und der Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Wenn, wie in Figur 14 und vergrößert in Figur 15 am Beispiel des zweiten und drit- ten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdreh- stellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstands- halter 4 des einen, oberen Tellers 30 nicht deckungsgleich mit den zweiten Ab- standshaltern 5 des anderen, unteren Tellers 30 liegen, sondern relativ zueinander um den Rasterwinkelabstand a = 60° zueinander verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß hi des zwischenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß hi der Höhe der einzelnen durch die hier untereinander identischen Stege gebildeten Abstandshalter 4, 5.
Wenn, wie in Figur 10 und vergrößert in Figur 11 am Beispiel des dritten und vierten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstel- lung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Abstandshalter
4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshal- tern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die beiden benach- barten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwi- schenliegenden Strömungsspalts 34. Dabei entspricht das Spaltmaß h2 hier der addierten Höhe der aufeinanderliegenden, durch die Stege gebildeten Abstandshal- ter 4 und 5.
In seinen weiteren Merkmalen und Eigenschaften stimmt der Rotor 1 nach den Figu- ren 12 bis 15 mit dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 8 bis 11 überein, auf deren Beschreibung daher verwiesen wird.
Die Figuren 16 bis 20 zeigen Teller 30 und den Rotor 1 in einer weiteren Ausfüh- rung. Übereinstimmend mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Ro- tors 1 nach Figur 12 bis 15 sind auch hier die ersten und zweiten Abstandshalter 4,
5 durch an den Tellern 30 angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege gebildet.
Die die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege, hier drei Stück, sind oberseitig an dem Teller 30 angeordnet und die die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege, ebenfalls drei Stück, sind unterseitig an dem Teller 30 angeordnet. Auch hier sind die die ersten Abstandshalter 4 bildenden oberseitigen Stege deckungsgleich mit den die zweiten Abstandshalter 5 bildenden unterseitigen Stegen angeordnet. Der Winkelabstand ß der drei die ersten Abstandshalter 4 bildenden Stege zueinander beträgt hier jeweils 120°. Der Winkelabstand ß der drei die zweiten Abstandshalter 5 bildenden Stege ist gleich groß und beträgt hier ebenfalls jeweils 120°. Unterschiedlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist bei dem Beispiel nach den Figuren 16 bis 24, dass am Innenumfang der Teller 30 die Ge- genkontur 31 geändert ist. Hier sind für die Gegenkontur 31 zwei einander überla- gerte, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel d versetzten Winkelraster vorgesehen. Dabei weisen die beiden Winkelraster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand a auf, hier 60°. Der Ras- terwinkelabstand a kann auch einen anderen Wert aufweisen; er entspricht aber immer einem ganzzahligen Bruchteil von 360°. Der Versatzwinkel d ist kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands a; hier beträgt der Versatzwinkel d 15°.
Hiermit wird erreicht, dass die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Ver- drehstellungen, in denen die Eingriffskontur 21 und die Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung ge- geneinander um den Versatzwinkel d versetzten Winkelrastern liegen. Im Vergleich mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt sich hier also die doppel- te Anzahl von relativen Verdrehstellungen zwischen der zentralen Welle 2 und je- weils einem Teller 30, in denen deren Eingriffskontur 21 und Gegenkontur 31 in Eingriff miteinander bringbar sind.
Somit können die Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 benachbar- ter Teller 30 entweder zueinander deckungsgleich positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem größeren Spaltmaß h2 zwischen ihnen herzustellen, oder in zwei verschiedenen Abständen voneinander in Umfangs- richtung jeweils in Nicht-Deckung zueinander positioniert werden, um einen axialen Abstand der beiden Teller 30 mit einem kleineren Spaltmaß hi zwischen ihnen her- zustellen.
Bei Wahl des kleinen Spaltmaßes hi liegen die in Umfangsrichtung einander be- nachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 nur um den Versatzwinkel d, im gezeigten Beispiel also um 15°, auseinan- der. Alternativ können die in Umfangsrichtung benachbarten Abstandshalter 4, 5 zweier einander im Tellerstapel 3 axial benachbarter Teller 30 auch um den Raster- winkelabstand a, hier 60°, oder um einen Winkel a - d, also hier 45°, voneinander beabstandet positioniert werden. Es wird hier also eine große Flexibilität bei der Gestaltung des Tellerstapels 3 erzielt. Wenn, wie in Figur 18 und vergrößert in den Figuren 19 und 20 jeweils am Beispiel des zweiten und dritten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Verdrehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die Abstandshalter 4, 5 der beiden Teller 30 nicht deckungsgleich zueinander liegen, sondern relativ zueinander außer Deckung verdreht sind, dann haben diese beiden benachbarten Teller 30 einen kleineren axialen Abstand mit einem Spaltmaß hi des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
Wenn, wie links in Figur 18 und vergrößert in Figur 19 am Beispiel des ersten und zweiten Tellers 30 von oben dargestellt, die beiden Teller 30 in einer relativen Ver- drehstellung zueinander im Tellerstapel 3 angeordnet sind, in der die ersten Ab- standshalter 4 des einen, hier unteren Tellers 30 deckungsgleich mit den zweiten Abstandshaltern 5 des anderen, hier oberen Tellers 30 liegen, dann haben die bei- den benachbarten Teller 30 einen größeren axialen Abstand mit einem Spaltmaß h2 des zwischenliegenden Strömungsspalts 34.
In den Figuren 18 bis 20 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur wenige Teller 30 dargestellt; in der Praxis bestehen Tellerstapel 30 aus einer wesentlich größeren, oft dreistelligen, Zahl von Tellern 30.
Die Figuren 21 bis 24 schließlich zeigen zwei verschiedene Ausführungen der zent- ralen Welle 2, jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt.
Bei der ersten Ausführung nach den Figuren 21 und 22 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 sechs parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Umfangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen weisende Zähne.
Bei diesem ersten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Eingriffs- kontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 60°, entspricht also dem zuvor erläuterten Rasterwinkelabstand a.
Bei der zweiten Ausführung der Welle 2 nach den Figuren 23 und 24 besitzt die Welle 2 auf ihrem Außenumfang als Eingriffskontur 21 zur verdrehfesten Aufnahme von Tellern 30 drei parallel zueinander in Wellenlängsrichtung verlaufende, in Um- fangsrichtung der Welle 2 gleichmäßig voneinander beabstandete, nach außen wei- sende Zähne.
Bei diesem zweiten Beispiel der Welle 2 beträgt der Abstand der Zähne der Ein- griffskontur 21 in Umfangsrichtung der Welle 2 jeweils 120°, entspricht also dem Zweifachen des zuvor erläuterten Rasterwinkelabstands a.
Auf die Anzahl der möglichen relativen Eingriffsstellungen von zentraler Welle 2 und Tellern 30 hat hier die Anzahl der die Eingriffskontur 21 bildenden Zähne an der Welle 2 keinen Einfluss. Die konkrete Gestaltung von Eingriffskontur 21 und Gegen- kontur 31 , z. B. die Anzahl und/oder Größe der die Eingriffskontur 21 der Welle 2 bildenden Zähne und der dazu passenden, die Gegenkontur 31 bildenden Ausneh- mungen am Innenumfang der Teller, richtet sich insbesondere nach den im Betrieb des Rotors 1 zwischen den Tellern 30 und der Welle 2 auftretenden mechanischen Belastungen.
Mit allen vorstehend beschriebenen Ausführungen der Teller 30 können mit unterei- nander vollkommen gleichen Tellern 30 und identischen zentralen Wellen 2 Rotoren 1 mit Tellerstapeln 30 gebildet werden, deren Teller 30 unterschiedliche axiale Ab- stände voneinander aufweisen und die somit unterschiedlich große Spaltmaße h für die Strömungsspalte 34 zur Verfügung stellen.
Bezugszeichenliste:
Zeichen Bezeichnung
1 Rotor
10 Drehachse
2 zentrale Welle
21 Eingriffskontur außen an 2 zu 31
3 Tellerstapel
30 Teller
31 Gegenkontur innen an 30 zu 21
32 Strömungsöffnungen in 30
33 radial äußerer Rand von 30
34 Strömungsspalt erste Abstandshalter zweite Abstandshalter h, hi, h2 Spaltmaße a Rasterwinkelabstand von 21 , 31 ß Abstandshalterwinkelabstand d Versatzwinkel

Claims

Patentansprüche^
1 . Rotor (1 ) eines Zentrifugalabscheiders, wobei der Rotor (1 ) eine zentrale Welle (2) aufweist, auf der ein Tellerstapel (3) aus mehreren identischen Tel- lern (30) angeordnet ist, wobei die Welle (2) an ihrem Außenumfang eine Eingriffskontur (21 ) für einen verdrehfesten, axial verschieblichen Eingriff mit einer Gegenkontur (31 ) am Innenumfang der Teller (30) des Tellerstapels (3) aufweist, wobei die Eingriffskontur (21 ) und die Gegenkontur (31 ) in mehre- ren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff miteinander bringbar sind und wobei jeder Teller (30) in Tellerum- fangsrichtung voneinander beabstandete Abstandshalter (4, 5) aufweist, die je zwei benachbarte Teller (30) unter Ausbildung eines zwischenliegenden Strömungsspalts (34) mit einem vorgebbaren Spaltmaß (h) auf axialem Ab- stand voneinander halten,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Abstandshalter (4, 5) der Teller (30) so ausgebildet und angeordnet sind, dass mit unterschiedlichen Verdrehstellungen einander benachbarter
Teller (30) relativ zueinander im Tellerstapel (3) wenigstens zwei unter- schiedliche axiale Abstände mit unterschiedlichen Spaltmaßen (hi, h2) des
Strömungsspalts (34) zwischen den benachbarten Tellern (30) einstellbar sind.
2. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrich- tung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffs kontur (21 ) und die Gegenkontur (31 ) in Eingriff miteinander bringbar sind, in einem gleichmäßigen Winkelraster mit einem Rasterwinkelabstand (a) von- einander beabstandet sind, wobei der Rasterwinkelabstand (a) einem ganz- zahligen Bruchteil von 360° entspricht.
3. Rotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrich- tung voneinander beabstandeten Verdrehstellungen, in denen die Eingriffs- kontur (21) und die Gegenkontur (31 ) in Eingriff miteinander bringbar sind, in zwei einander überlagerten, in Umfangsrichtung gegeneinander um einen Versatzwinkel (d) versetzten Winkelrastern liegen, wobei die beiden Winkel- raster jeweils einen gleichmäßigen übereinstimmenden Rasterwinkelabstand (a) aufweisen, wobei der Rasterwinkelabstand (a) einem ganzzahligen Bruchteil von 360° entspricht und wobei der Versatzwinkel (d) kleiner als die Hälfte des Rasterwinkelabstands (a) ist.
4. Rotor nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass sich die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch ihre Höhe und/oder durch ihre radia- le Position auf dem Teller (30) unterscheiden.
5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zwei- ten Abstandshalter (4, 5) durch zwei verschiedene in die Teller (30) einge- formte oder eingeprägte, jeweils auf der einen Tellerseite eine Erhöhung und auf der anderen Tellerseite eine Eintiefung ausbildende Höcker oder Sicken gebildet sind.
6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrich- tung des Tellers (30) voneinander beabstandeten Abstandhalter (4, 5) je- weils als Einzelhöcker oder als radial verlaufende Reihe aus jeweils mehre- ren Höckern ausgebildet sind.
7. Rotor nach Anspruch 2 und nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) jedes Tel- lers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand (ß) aufweisen, dass die ersten Abstandhalter (4) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangs- richtung einen doppelt so großen Winkelabstand (2xß) aufweisen, dass die zweiten Abstandhalter (5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den doppelt so großen Winkelabstand (2xß) aufweisen und dass der Winkelabstand (ß) dem Rasterwinkelabstand (a) entspricht.
8. Rotor nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teller (30) erste und zweite Abstandshalter (4, 5) aufweist und dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) durch an den Tellern (30) angebrachte oder angeformte, Erhöhungen ausbildende Stege oder Noppen gebildet sind.
9. Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Ab- standshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind und dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen relativ zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen in Umfangsrich- tung des Tellers (30) versetzt sind.
10. Rotor nach Anspruch 2 und nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Abstandshalter (4, 5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen Winkelabstand (ß) aufweisen, dass die ersten Ab- standhalter (4) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung einen dop- pelt so großen Winkelabstand (2xß) aufweisen, dass die zweiten Abstandhal- ter (5) jedes Tellers (30) zueinander in Umfangsrichtung ebenfalls den dop- pelt so großen Winkelabstand (2xß) aufweisen und dass der Winkelabstand (ß) dem Rasterwinkelabstand (a) entspricht.
1 1. Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Ab- standshalter (4) bildenden Stege oder Noppen oberseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stege oder Noppen unterseitig an dem Teller (30) angeordnet sind, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden Stege oder Noppen zu den die zweiten Abstandshalter (5) bildenden Stegen oder Noppen deckungsgleich angeord- net sind und dass der Winkelabstand (ß) der in Umfangsrichtung der Teller (30) voneinander beabstandeten Abstandshalter (4, 5) dem doppelten Ras- terwinkelabstand (a) entspricht.
12. Rotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die die ersten Abstandshalter (4) bildenden, oberseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen und die die zweiten Abstandshalter (5) bildenden, unterseitig an dem Teller (30) angeordneten Stege oder Noppen untereinander identisch sind.
13. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer ersten Rotorausführung alle Teller (30) einen ersten, kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (hi) aufweisen und dass innerhalb des Tellerstapels (3) einer zwei- ten Rotorausführung mit zu der ersten Rotorausführung identischen Tellern (30) alle Teller (30) einen zweiten, größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spaltmaß (h2) aufweisen.
14. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) innerhalb des Tellerstapels (3) des Rotors (1 ) unterschiedliche axiale Abstände aufweisen, insbesondere in einem zuströmungsnahen Be- reich des Rotors (1 ) einen kleineren axialen Abstand voneinander mit einem kleineren Spaltmaß (hi) und in einem zuströmungsfernen Bereich des Rotors (1 ) einen größeren axialen Abstand voneinander mit einem größeren Spalt- maß (h2) aufweisen.
15. Rotor nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21 ) und die Gegenkontur (31 ) in zwei bis sechzehn, vor- zugsweise sechs bis zwölf, in Umfangsrichtung der zentralen Welle (2) und der Teller (30) voneinander beabstandeten Verdrehstellungen in Eingriff mit- einander bringbar sind.
16. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller (30) Drückstanzteile aus Metallblech oder Spritzgussteile aus Kunststoff sind.
17. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffskontur (21) am Außenumfang der Welle (2) durch eine Anzahl von n in Längsrichtung der Welle (2) verlaufenden, nach radial außen vorra- genden Zähnen gebildet ist und dass die Gegenkontur (31 ) am Innenumfang der Teller (30) durch eine Anzahl von n oder 2 x n zu den Zähnen passen- den, radial nach außen hin weisenden Ausnehmungen gebildet ist.
18. Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n zwi- schen 2 und 8, vorzugsweise 3 bis 6, beträgt.
19. Zentrifugalabscheider, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Rotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist.
20. Zentrifugalabscheider nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Ölnebelabscheider für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas einer Brenn- kraftmaschine ist.
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